Рассуждения об основах физики

Глава 3. Гипотеза расширения Вселенной и реальные периодические процессы

3. 1. Постановка задачи

В этой главе мы будем обсуждать вопросы, связанные с объяснением явления красного смещения, о котором написано очень много. Мы укажем лишь [2, с. 348]. В следующем пункте мы покажем, что гипотеза расширения Вселенной, якобы объясняющая красное смещение, не выдерживает критики. А потому наша цель: найти красному смещению более правдоподобное объяснение, нежели вышеупомянутая гипотеза.

Здесь используются материалы изданной недавно книги [1 с. 35 -55]. Некоторые вопросы изложены более подробно. Буквенные обозначения здесь такие же, как и в предыдущих главах: t – показания часов, t – истинное время. Кроме того, во всех дальнейших рассуждениях скорость света (c) считается постоянной, а приборы наблюдения и источники света – неподвижны относительно друг друга.

3. 2. Гипотеза расширения Вселенной

Ключом к пониманию этой гипотезы является отношение физика и астронома к понятиям «относительного и абсолютного». Когда физик или астроном произносят фразу «Вселенная расширяется» они, тем самым, стараются присвоить понятию расширения абсолютный смысл, хотя прекрасно знают, что этого делать не следует. В самом деле: понятия расширения и сжатия – относительны, также как и понятие движения. Что означает это на практике? Это значит: если в какой-то системе координат имеется нечто, что расширяется, то в этой же системе координат всегда найдется достаточно удаленная от начала координат точка, относительно которой это нечто сжимается. Фраза «Вселенная расширяется» не содержит в себе сведений о системе координат, в которой нам надлежит рассматривать расширение или сжатие, а потому понятие расширения становится абсолютным, а значит и не имеющим физического смысла. Земля, как единственная точка во Вселенной, не образует системы координат; для этого нужно иметь не менее четырех, неподвижных относительно друг друга точек, не лежащих в одной плоскости. Высказывание «Вселенная расширяется» приобретает физический смысл только тогда, когда будет указана система координат, относительно которой происходит расширение.

Пусть имеются три наблюдателя в точках A₁, A₂, A₃, удаленные друг от друга на весьма большие расстояния. Для простоты допустим, что они находятся на одной прямой, а наблюдатель A₂ находится точно на середине отрезка A₁A₃. У наблюдателей имеются приборы наблюдения, такие же, как на Земле. Здесь не надо забывать, что наблюдатели не принадлежат Вселенной, за которой ведут наблюдение. В макромире наблюдатель никогда не принадлежит той системе, за которой он наблюдает (подобно тому, как метр не принадлежит отрезку, длину которого он измеряет). Поэтому наблюдатели A₁, A₂, A₃ образуют свою (жесткую) систему координат. В этой системе они неподвижны относительно друг друга. Только после того (но не раньше), как у нас появится эта система координат, наши рассуждения о расширении Вселенной приобретут физический смысл.

Пусть наблюдатель в точке A₁ фиксирует факт – «приборы показывают, что относительно точки A₁ Вселенная расширяется », а наблюдатель в точке A₃ фиксирует факт – «приборы показывают, что относительно точки A₃ Вселенная расширяется». Что тогда должен будет зафиксировать наблюдатель в точке A₂ в середине отрезка A₁A₃? Ведь наблюдатель A₂ неподвижен относительно A₁ и A₃. Он обязан зафиксировать факт сжатия Вселенной вдоль прямой A₁A₃. Этот случай можно обобщить далее. Если три наблюдателя находятся в вершинах (жесткого) треугольника ABC и фиксируют расширение Вселенной, то всегда найдется не менее трех наблюдателей, которые будут фиксировать сжатие Вселенной. Как легко видеть, три из этих наблюдателей будут находиться по серединам сторон треугольника ABC и фиксировать сжатие Вселенной вдоль сторон этого треугольника. Теперь аналогично можно расположить четырех наблюдателей в вершинах тетраэдра ABCD и сделать заключение: если приборы в вершинах тетраэдра фиксируют расширение Вселенной, то на серединах рёбер тетраэдра приборы обязательно зафиксируют её сжатие. И так далее. Таким образом, если мы верны принципам относительности, нам обязательно придется говорить не только о тех частях Вселенной, которые расширяются, но и о тех её частях, которые сжимаются. Но нам не обязательно говорить о тех частях Вселенной, которые сжимаются, если мы не верны принципам относительности. Но тогда придется отрицать и всю физику; вся физика построена на принципах относительности.